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深入C++的new [转]
1. New的本质
当使用关键字new在堆上动态创建一个对象时，它实际上做了三件事：
① 获得一块内存空间
② 调用类构造函数
③ 返回指向地址的正确指针
如果创建的是简单类型的变量，第二步就不执行了。下面我们看一段代码：
1 #include <iostream> 2
3 4 class A { 5 int m_value; 6 public: 7 A(int value) :m_value(value * value){} 8 void Func(){ 9 std::cout<< m_value;10 }11 };12 13 int main()14 {15 A *aPtr = new A(1);16 delete *aPtr;17 system("pause");18 return 0;19 }在调用 “A *a = new A(1);” 时，其过程大致如下：
1 A *aPtr = (A*)malloc(sizeof(A)); // 分配内存区域2 aPtr->A::A(1); // 调用对象构造函数3 return aPtr; // 返回内存地址指针上面三句话表面上看起来是得到了aPtr这个指向内存的指针。但是它与new自身的区别在于，当malloc失败的时候，上面的代码不会调用分配内存失败处理程序new_handler。而使用new的话就会。因此，我们要尽可能的使用new，避免一些不必要的麻烦。
下面是 “A *a = new A(1);” 的汇编码（windows 7， Visual Studio 2008）：
1 A *aPtr = new A(1); 2 0116140D push 4 3 0116140F call operator new (1161190h) //使用new分配内存空间 4 01161414 add esp,4 5 01161417 mov dword ptr [ebp-0ECh],eax 6 0116141D mov dword ptr [ebp-4],0 7 01161424 cmp dword ptr [ebp-0ECh],0 8 0116142B je main+72h (1161442h) 9 0116142D push 1 10 0116142F mov ecx,dword ptr [ebp-0ECh] 11 01161435 call A::A (1161019h) //调用构造函数进行初始化12 0116143A mov dword ptr [ebp-100h],eax 13 01161440 jmp main+7Ch (116144Ch) 14 01161442 mov dword ptr [ebp-100h],0 15 0116144C mov eax,dword ptr [ebp-100h] 16 01161452 mov dword ptr [ebp-0F8h],eax 17 01161458 mov dword ptr [ebp-4],0FFFFFFFFh 18 0116145F mov ecx,dword ptr [ebp-0F8h] 19 01161465 mov dword ptr [ebp-14h],ecx //返回指针下面的代码是微软对new的实现：
1 void *__CRTDECL operator new(size_t size) _THROW1(_STD bad_alloc) 2 { // try to allocate size bytes 3 void *p; 4 while ((p = malloc(size)) == 0) 5 if (_callnewh(size) == 0) 6 { // report no memory 7 static const std::bad_alloc nomem; 8 _RAISE(nomem); 9 }10 11 return (p);12 }可以看到，它也是调用了malloc函数，但是还有一些其他的处理，这就是new比malloc稍微复杂，安全的原因。
※：不同编译器的实现也是不同的，这里只是分析了微软对new的实现，至于g++及其他的实现，还未及分析。
2. New的分类
我们经常使用的new都是“new operator”和“new expression”，但事实上C++中提到的new，至少可能代表以下三种含义：new operator、operator new、placement new。
①．new operator： 我们平时使用的new，其行为如前所述的三步，事实上我们是不能更改它的行为的。
②．operator new： 从汇编码可以看出来，new operator的第一步是通过operator new完成的。这里的new就相当于一个运算符号，是可以重载的。它默认调用分配内存的代码，尝试得到一块堆上的内存空间，成功就返回；失败则调用new_handler。
■上面说到，operator new是可以重载的，下面就让我们来重载operator new试试看（严格术语上来说，应该是覆盖），我们把类A这样定义：
1 class A { 2 int m_value; 3 public: 4 A(int value) :m_value(value * value){} 5 6 void Func(){ 7 printf("m_value=%d\n", m_value); 8 } 9 10 void* operator new(size_t size){11 printf("operator new called\n");12 return ::operator new(size);13 }14 };然后执行 “A *a = new A(1);” 时，可以看到在Console里输出了一句"operator new called"，这说明operator new已经被我们重载了。这样我们就可以在分配内存前做一些我们想做的事，比如检测环境等等。
※： "::operator new(size)" 这句话的作用是调用全局的operator new，因为分配内存的操作我们一般是不用重载的。
■上面提到了全局的operator new，一般不重载，那么全局的operator new能不能被重载呢？答案是，可以。下面就让我们来重载全局的operator new来看看（严格术语上来说，应该是覆盖），在全局领域处插入如下代码：
1 void* operator new(size_t size) 2 { 3 printf("global new\n"); 4 return malloc(size); 5 } 再次执行代码 “A *a = new A(1);” 可以看到，字符串"global new"被输出了。说明全局的operator new已经被我们重载了。当然，实际应用场景并不需要我们做这么复杂的操作。
上面我们说到过“当malloc失败的时候，上面的代码不会调用分配内存失败处理程序new_handler”，你可能会想自己定义new_handler的处理代码，事实上它是可以重载的，下面我们来重载试试看（严格术语上来说，应该是覆盖）：
1 #include <iostream> 2 using namespace std; 3 4 class A { 5 int m_value; 6 static new_handler current_handler; 7 public: 8 static new_handler set_new_handler(new_handler p){ 9 new_handler old_handler = current_handler; //保存传入的Handler，返回以前的Handler10 current_handler = p;11 return old_handler;12 }13 14 void* operator new(size_t size){15 new_handler globe_handler = std::set_new_handler(current_handler); // 调用全局函数set_new_handler设置handler16 17 void *memory = NULL;18 try{19 memory = ::operator new(size);20 }catch(std::bad_alloc){21 std::set_new_handler(globe_handler);22 throw;23 }24 std::set_new_handler(globe_handler);25 26 return memory;27 }28 29 A(int value) :m_value(value * value){}30 };31 new_handler A::current_handler = NULL;32 33 void handlerFunc(){34 cout<<"Bad Memory."<<endl;35 }36 37 int main()38 {39 A::set_new_handler(handlerFunc);40 A *aPtr = new A(1);41 42 delete aPtr;43 system("pause");44 return 0;45 }程序编译之后调试，可以看到我们的程序是可以捕获到着色代码行的异常的。这样就可以定义我们自己的异常处理函数了，比如销毁之前申请的资源等等。
③. placement new: 它的功能就相当于我们平常使用的new的本质代码的第二步——调用构造函数。下面看看它的使用方法。
1 #include <iostream> 2 using namespace std; 3 4 class A { 5 int m_value; 6 public: 7 void* operator new(size_t size){ 8 cout<<"operator new."<<endl; 9 void* memory = NULL;10 memory = malloc(size);11 return memory;12 }13 A(int value) :m_value(value * value){}14 };15 16 int main()17 {18 A *aPtr = new A(1);19 ::new(aPtr) A(1);20 21 delete aPtr;22 system("pause");23 return 0;24 }上面着色代码的第二行就是placement new的使用方法，在该行断点后，按F11，可以看到它调用的代码，如下：
1 inline void *__CRTDECL operator new(size_t, void *_Where) _THROW0()2 { // construct array with placement at _Where3 return (_Where);4 }可以看到它与operator new的实现之间的区别，placement new有两个参数，一个传入大小，一个传入地址。而operator new的实现只有一个参数，即需要分配内存的大小。
3. 总结
①． C++的new有三重含义：new operator、operator new、placement new。
②． new operator是我们经常使用的new，它的内部相当于实现了三步操作：分配内存、调用构造函数、返回地址指针。
③． operator new可以看做运算符，可以重载，重载它可以做内存分配前后的一些工作。
④． placement new就是调用构造函数，它的书写方式比较特别：“::new(aPtr) A(1)”
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